Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Общие сведения о дуговом разряде (3)

Для удаления второго электрона у однократно заряженного иона требуется очень большая затрата энергии. Так, чтобы оторвать самый внешний электрон, например, от атома лития, нужно затратить энергию, равную 5,39 эВ. Энергия связи с ядром двух следующих электронов составляет 75,6 и 122,4 эВ соответственно. У атомов элементов, обычно присутствующих в печной дуге, эта энергия еще больше. Поэтому в печной дуге происходит, как правило, лишь однократная ионизация.

Значительно меньшей затраты энергии требует перемещение электронов на более высокие энергетические уровни. Поэтому при столкновении частиц более вероятно не удаление электронов, а переход их на другие орбиты, т. е. возбуждение нейтральных частиц. Если возбуждение будет достаточно устойчивым, а столкновения достаточно частыми, то следующее соударение возбужденной частицы с электроном может перевести ее в ионизированное состояние при меньшей затрате энергии. В дуговом разряде такая ступенчатая ионизация имеет очень большое значение.

Образовавшиеся в результате ионизации вторичные электроны и ионы могут в свою очередь ионизировать нейтральные частицы, если к моменту соударения с ними приобретут достаточный запас кинетической энергии. При одинаковой величине заряда масса иона минимум в 2000 раз больше массы электрона. Поэтому до столкновения ионы успевают приобрести в электрическом поле значительно меньше кинетической энергии, и их участие в процессе ионизации невелико. Основная работа по ионизации осуществляется эмиттированными электронами непосредственно и через образованные ими вторичные свободные электроны.

Одновременно с ионизацией в газовом промежутке происходит процесс деионизации. В основном деионизация осуществляется в результате рекомбинации, т. е. нейтрализации противоположных зарядов частиц при их столкновении. Рекомбинация может происходить либо между электронами и положительными ионами, либо между ионами с разноименными зарядами. При рекомбинации электрона и иона выделяется энергия, равная энергии ионизации. Так как в результате их столкновения скорость образовавшейся нейтральной частицы практически равна скорости иона, то выделяющаяся энергия превращается в энергию излучения, длина волны которого соответствует величине этой энергии.

Выделяющаяся при рекомбинации столкнувшихся ионов энергия может вызвать изменение кинетической энергии частиц, т. е. пойти на увеличение температуры газа. Оба вида рекомбинации быстро увеличиваются при понижении температуры.

Деионизация газа может происходить также в результате диффузии заряженных частиц из объема дугового разряда. Диффузия за границы разрядного объема вызывается тепловым движением или появлением неравномерностей распределения зарядов. Так как большей подвижностью обладают электроны, то они чаще выходят за границы дуги. Но при этом они увлекают за собой положительные ионы, и из объема дуги уходят одновременно заряды обоих знаков. Поэтому в установившихся условиях процессы ионизации и деионизации уравновешивают друг друга, и при данной температуре количество свободных электронов, ионов и нейтральных частиц в разрядном промежутке является вполне определенным.

Источник [4] → список литературы.

Вернуться в начало статьи: Общие сведения о дуговом разряде

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Электропечи
Вернуться на главную: Черная металлургия

Рация baofeng bf 888s.